超聲波流量計主機與探頭原理探討  三十五

D/A 轉(zhuǎn)換器選用帶有緩沖基準輸入(高阻抗)的10 位電壓輸出數(shù)模轉(zhuǎn)換器( DAC)TLC5615，DAC 具有基準電壓兩倍的輸出電壓范圍，且DAC 是電調(diào)變化的。器件使用簡單，用單5V 電源工作，功耗低，具有上電復(fù)位功能以確保可重復(fù)啟動。器件的更新頻率可以達到1.2MHZ，典型建立時間為12.Sμs，并且在溫度范圍內(nèi)保持單調(diào)性。CPU 根據(jù)上一次A/D 轉(zhuǎn)換器測得的電壓值計算出本次測量時D/A 轉(zhuǎn)換器應(yīng)該補償?shù)碾妷褐担�通過與TLC5615 的串口將數(shù)據(jù)傳送給D/A 轉(zhuǎn)換器，然后D/A 轉(zhuǎn)換器將其轉(zhuǎn)換為模擬電壓輸出。這個電壓經(jīng)過電阻分壓后在運算放大器的同相端產(chǎn)生一個電壓，再經(jīng)過運算放大器放大輸出，這樣就得到了AD603 增益控制端的電壓，從而起到調(diào)節(jié)放大電路增益的目的，實現(xiàn)信號放大的自動增益控制。

4.2.4 電壓比較電路

正確地確定超聲波流量計接收信號的到達時刻是整個電路中一個很關(guān)鍵的地方，它直接影響到超聲波傳播時間的測量精度。在這里，我們采用了電壓比較電路對接收到的信號進行有效性檢驗，利用設(shè)置一個有效信號檢測門檻對信號的過零點、±0.2V 處進行檢測。電路主要由高精度的過零比較器MAX913 和高速雙路電壓比較器MAX902 組成。由過零比較器可得到過零點信號；由雙路電壓比較器可得到過+0.2V 和-0.2V 信號，這三個輸出信號最后都送到單片機進行邏輯控制。

4.2.5 切換控制電路

該部分的作用是用來完成兩個超聲波探頭和發(fā)射、接收電路的切換的。作為對模擬信號的切換，可以有以下兩個方案：

①采用模擬開關(guān)。模擬開關(guān)的開關(guān)頻率高，對信號的影響比較小，但由于切換的雙方是接收到的微弱的超聲信號和用于發(fā)射的高壓信號，難以找到既能夠承受高壓又能使得傳輸?shù)奈⑷跣盘柺д孑^小的芯片；

超聲波流量計